(57)【要約】【課題】高輝度部を含むあらゆる被写体に対して、適切に合焦させることができる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像画像からＡＦ制御に用いる評価領域画像を抽出するとともに、その評価領域画像のうちＧ色成分の画素値が所定の閾値を超える画素を高輝度Ｇ画素とし、その高輝度Ｇ画素の数が所定値以上である場合には、主被写体が高輝度であると検知する。そして、主被写体が高輝度であると検知された場合は、高輝度Ｇ画素と、その近傍に位置する近傍Ｇ画素との間における画素値の差分の総和を、差分の積算回数、及び高輝度Ｇ画素の数で割ることにより算出される値を合焦評価値とする。そして、合焦評価値が最大となるレンズ位置を合焦位置として決定する。例えば、合焦評価値が最大となる場合は、曲線Ｃｖ１に示すように、画素値の変化の傾きが急峻となり、高輝度部のエッジが明瞭となる。【選択図】図１１
2005055746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズを光軸方向へ駆動させながら複数の画素で構成される画像を入力する撮像手段と、前記画像に基づいて算出される合焦評価値に基づいて撮影レンズを合焦位置へ駆動させる駆動手段とを有する撮像装置であって、
前記画像から所定の評価領域に係る評価領域画像を抽出する抽出手段と、
前記評価領域画像について、第１の閾値以上の画素値を有する高輝度画素と、当該高輝度画素の近傍に位置する近傍画素との間におけるコントラストが最大となる前記撮影レンズの位置を前記合焦位置として決定する第１の決定手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記評価領域画像について、前記高輝度画素と、前記近傍画素との間におけるコントラストの平均値に基づいて、合焦評価値を算出する評価値算出手段、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置であって、
前記評価領域画像について、前記高輝度画素と、前記近傍画素との間における画素値の差分の総和である差分総和値を算出する差分総和値算出手段と、
前記差分総和値算出手段による前記差分の積算回数である積算回数値を算出する回数算出手段と、
前記差分総和値を前記積算回数値で割った値を前記平均値として算出する平均値算出手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の撮像装置であって、
前記評価領域画像における前記高輝度画素の占有状態を示す高輝度占有値を算出する占有値算出手段、
をさらに備え、
前記評価値算出手段が、
前記平均値を前記高輝度占有値で割った値に基づいて、前記合焦評価値を算出することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記評価領域画像に含まれる各画素間のコントラストに基づいて、前記合焦位置を決定する第２の決定手段と、
前記評価領域画像において、第２の閾値以上の画素値を有する画素が、所定量未満の場合に、前記第１の決定手段による前記合焦位置の決定を禁止し、前記第２の決定手段によって前記合焦位置を決定するように制御する制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
撮像装置に含まれるコンピュータによって実行されることにより、前記撮像装置を、請求項１から請求項５のいずれかに記載の撮像装置として機能させるプログラム。
【請求項７】
撮影レンズを光軸方向へ駆動させながら複数の画素で構成される画像を入力する撮像手段と、前記画像に基づいて算出される合焦評価値に基づいて撮影レンズを合焦位置へ駆動させる駆動手段とを有する撮像装置における合焦制御方法であって、
前記画像から所定の評価領域に係る評価領域画像を抽出するステップと、
前記評価領域画像について、第１の閾値以上の画素値を有する高輝度画素と、当該高輝度画素の近傍に位置する近傍画素との間におけるコントラストが最大となる前記撮影レンズの位置を前記合焦位置として決定するステップと、
を備えることを特徴とする合焦制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置の光学系の配置を決定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、デジタルスチルカメラ（以下、単に「デジタルカメラ」という。）やビデオカメラなどのようにＣＣＤなどの撮像素子を用いて画像を取得する撮像装置においては、山登り方式と呼ばれる技術がオートフォーカス制御に適用されている。山登り方式は、レンズを駆動させつつ各駆動段階で評価値（画像中の高周波成分の量など）を取得し、最も評価値の高い位置にレンズを移動させる方式である。
【０００３】
ところで、昼間に太陽が存在する被写体を撮影する場合や、夜間に点光源が存在する被写体を撮影する場合に、評価値として画像中の高周波成分の量を採用して山登り方式のオートフォーカス制御を行うと、目的とする合焦位置とは異なるレンズの位置の方が評価値が高くなることがある。このため、点光源が存在する被写体を撮影する場合には、被写体に対して適切に合焦させることができない現象（以下、「偽合焦」と称する）が生じるという問題が発生していた。
【０００４】
このような問題に対して、評価値を算出するための対象領域（以下、「合焦評価領域」と称する）を分割して複数の分割領域として、各分割領域に対する評価値を算出し、各分割領域について、高周波成分が増えれば増える程、重みづけを小さくしつつ、全分割領域に対する評価値を加算して、合焦評価領域に対する評価値を求めることで、被写体に対して適切に合焦を行うことができる技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
このような技術に関する先行技術文献としては、以下のようなものがある。
【特許文献１】特開平８−３２１９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記背景技術において提案されている技術は、被写体に太陽が含まれる場合など、高輝度光源が局所的に存在するような場合において、適切に合焦を行う上で有効に作用する。しかしながら、夜景が被写体の場合など、高輝度光源が至る所に存在する場合においては、大半の分割領域に、高輝度光源が含まれてしまい、合焦評価領域の大半の部分について、重みづけが小さくなるため、適切な合焦を行うことができなくなる。
【０００７】
そこで、例えば、合焦評価領域を細かく分割して、高輝度光源が含まれる分割領域の数を極力抑制することで、合焦を適切に行うことも考えられるが、合焦制御のためのレンズ駆動の際に、デフォーカス量の変化に応じて、画像上を占める高輝度光源の面積が大きく変化するため、分割領域間で、高輝度光源に係る像が激しく出入りすることとなり、やはり偽合焦が発生するという問題が生じる。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高輝度部を含むあらゆる被写体に対して、適切に合焦させることができる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、撮影レンズを光軸方向へ駆動させながら複数の画素で構成される画像を入力する撮像手段と、前記画像に基づいて算出される合焦評価値に基づいて撮影レンズを合焦位置へ駆動させる駆動手段とを有する撮像装置であって、前記画像から所定の評価領域に係る評価領域画像を抽出する抽出手段と、前記評価領域画像について、第１の閾値以上の画素値を有する高輝度画素と、当該高輝度画素の近傍に位置する近傍画素との間におけるコントラストが最大となる前記撮影レンズの位置を前記合焦位置として決定する第１の決定手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の撮像装置であって、前記評価領域画像について、前記高輝度画素と、前記近傍画素との間におけるコントラストの平均値に基づいて、合焦評価値を算出する評価値算出手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の撮像装置であって、前記評価領域画像について、前記高輝度画素と、前記近傍画素との間における画素値の差分の総和である差分総和値を算出する差分総和値算出手段と、前記差分総和値算出手段による前記差分の積算回数である積算回数値を算出する回数算出手段と、前記差分総和値を前記積算回数値で割った値を前記平均値として算出する平均値算出手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項２または請求項３に記載の撮像装置であって、前記評価領域画像における前記高輝度画素の占有状態を示す高輝度占有値を算出する占有値算出手段をさらに備え、前記評価値算出手段が、前記平均値を前記高輝度占有値で割った値に基づいて、前記合焦評価値を算出することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の撮像装置であって、前記評価領域画像に含まれる各画素間のコントラストに基づいて、前記合焦位置を決定する第２の決定手段と、前記評価領域画像において、第２の閾値以上の画素値を有する画素が、所定量未満の場合に、前記第１の決定手段による前記合焦位置の決定を禁止し、前記第２の決定手段によって前記合焦位置を決定するように制御する制御手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６の発明は、撮像装置に含まれるコンピュータによって実行されることにより、前記撮像装置を、請求項１から請求項５のいずれかに記載の撮像装置として機能させるプログラムである。
【００１５】
また、請求項７の発明は、撮影レンズを光軸方向へ駆動させながら複数の画素で構成される画像を入力する撮像手段と、前記画像に基づいて算出される合焦評価値に基づいて撮影レンズを合焦位置へ駆動させる駆動手段とを有する撮像装置における合焦制御方法であって、前記画像から所定の評価領域に係る評価領域画像を抽出するステップと、前記評価領域画像について、第１の閾値以上の画素値を有する高輝度画素と、当該高輝度画素の近傍に位置する近傍画素との間におけるコントラストが最大となる前記撮影レンズの位置を前記合焦位置として決定するステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１から請求項５に記載の発明によれば、高輝度画素と、その近傍画素との間におけるコントラストが最大となる撮影レンズの位置を、被写体に対して合焦状態を実現する合焦位置として決定するため、高輝度部を含むあらゆる被写体に対して、適切に合焦させることができる。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明によれば、高輝度画素と、その近傍画素との間におけるコントラストの平均値に基づいて、合焦評価値を算出するため、高輝度部を含むあらゆる被写体に対して、より適切に合焦させることができる。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明によれば、高輝度画素と、その近傍画素との間における画素値の差分の総和を、差分の積算回数で割ることによって求まる値に基づいて、合焦評価値を算出するため、高輝度部を含むあらゆる被写体に対して、適切かつ高精度に合焦させることができる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明によれば、高輝度画素と、その近傍画素との間におけるコントラストの平均値を、高輝度画素の占有状態を示す値で割ることによって算出される値に基づいて、合焦評価値を算出するため、高輝度部を含むあらゆる被写体に対して、さらに適切かつ高精度に合焦させることができる。
【００２０】
また、請求項５に記載の発明によれば、高輝度画素が所定量未満の場合には、単に、評価領域に対応する画像に含まれる各画素間のコントラストに基づいて、撮影レンズの合焦位置を決定するため、高輝度部をあまり含まない被写体に対しても、適切に合焦させることができる。
【００２１】
また、請求項６に記載の発明によれば、請求項１から請求項６に記載の発明と同様な効果を奏することができる。
【００２２】
また、請求項７に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様な効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
＜撮像装置の要部構成＞
図１、図２、および図３は、本発明の実施形態に係る撮像装置（ここでは、デジタルカメラ）１の要部構成を示す図であり、図１は上方から見た断面図、図２は側方から見た断面図、図３は背面図に相当する。これらの図は必ずしも三角図法に則っているものではなく、撮像装置１の要部構成を概念的に例示することを主眼としている。
【００２５】
図１および図２に示すように、撮像装置１の前面には、ズームレンズ（「撮影レンズ」とも称する）３０１が設けられ、ズームレンズ３０１は、後述するオートフォーカス（ＡＦ）制御動作を実現するために、レンズ位置を変更可能なフォーカスレンズを有している。
【００２６】
また、ズームレンズ３０１の後方にＣＣＤカラーエリアセンサ（以下、「ＣＣＤ」と略称する）３０３が設けられている。また、撮像装置１の前面には、ユーザーが撮像装置１を把持するためのグリップ部ＧＲが設けられている。
【００２７】
また、図１に示すように、撮像装置１は、側方より、メモリカードＭＣなどの記録媒体を着装することが可能であり、撮像装置１で取得された画像をメモリカードＭＣに記録することができる。更に、４本の単三形乾電池Ｅ１〜Ｅ４を直列接続してなる電源電池Ｅを駆動源として格納可能な構成となっている。
【００２８】
また、図２に示すように、撮像装置１の内部には、ズームレンズ３０１のズーム比の変更や、収容位置と撮影位置との間のレンズ駆動を実現するためのズームモータＭ１、およびオートフォーカス（ＡＦ）動作によるズームレンズ３０１の合焦駆動を実現するためのＡＦモータＭ２が設けられている。
【００２９】
また、図２および図３に示すように、撮像装置１の上面には、ポップアップ形式の内蔵フラッシュ５、シャッタスタートボタン（以下、「シャッタボタン」と略称する）９が設けられている。
【００３０】
更に、図３に示すように、撮像装置１の背面の略中央には、画像のモニタ表示および記録画像の再生表示などを行なうためのＬＣＤ表示部（以下、「ＬＣＤ」と略称する）１０が設けられ、撮像装置１の背面上部には、フレーミングを行うためのＥＶＦ１１が設けられている。また、撮像装置１の背面右方下部には、表示選択スイッチ１２が設けられており、表示選択スイッチ１２による選択状況により、フレーミング時のライブビュー表示がＬＣＤ１０とＥＶＦ２０のいずれにおいて行われるかが切り替えられる。
【００３１】
また、撮像装置１の背面左方には、「撮影モード」と、「電源ＯＦＦ」と、「再生モード」とを切り替え設定する電源／モード切替スイッチ２５が設けられている。「撮影モード」とは、被写体を撮影するためのモードであり、「電源ＯＦＦ」とは、撮像装置１の電源をＯＦＦ状態とするための状態設定であり、「再生モード」とは、メモリカードＭＣなどに格納されている撮影画像をＬＣＤ１０などに再生表示するためのモードである。
【００３２】
また、撮像装置１の背面左方下部には、「単写モード」と「連写モード」とを切り替え設定する単写／連写モード切替スイッチ１３が設けられている。「単写モード」とは、１フレームの画像を撮影することを目的としたモードであり、「連写モード」とは、複数フレームの画像を時間的に連続して撮影することを目的としたモードである。
【００３３】
さらに、撮像装置１の背面右方には、４連スイッチ３１が設けられている。４連スイッチ３１は、上下左右ボタンＵ，Ｄ，Ｌ，Ｒを有し、左右ボタンＬ，Ｒが押下されることにより、ズームモータＭ１を駆動させてズーミングを行う。
【００３４】
＜撮像装置の機能構成＞
図４は、本発明の実施形態に係る撮像装置１の機能構成を示すブロック図である。
【００３５】
ＣＣＤ３０３は、ズームレンズ３０１により結像された被写体の光学像を、Ｒ（赤）．Ｇ（緑），Ｂ（青）の色成分の画像信号（各画素で受光された画素信号の信号列からなる信号）に光電変換して出力する。つまり、ＣＣＤ３０３が、複数の画素で構成される画像を入力する撮像手段として機能する。
【００３６】
タイミングジェネレータ（以下、「ＴＧ」と略称する）３１４は、ＣＣＤ３０３の駆動を制御するための各種のタイミングパルスを生成するものであり、タイミング制御回路２０２から送信される基準クロックに基づいてＣＣＤ３０３の駆動制御信号を生成する。このＴＧ３１４は、例えば積分開始／終了（露出開始／終了）のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号など）などのクロック信号を生成し、ＣＣＤ３０３に出力する。よって、例えば、ＣＣＤ３０３の露光量、即ち、シャッタスピードに相当するＣＣＤ３０３の電荷蓄積時間を調節することができる。
【００３７】
デジタルカメラ１における露出制御は、絞り３０２と、シャッタスピードに相当するＣＣＤ３０３の電荷蓄積時間を調節して行われる。ここで、被写体輝度が低く、適切なシャッタスピードが設定できない場合には、ＣＣＤ３０３から出力される画像信号のレベル調整を行うことにより、露光不足による不適正露出を補正することができる。すなわち、低輝度時には、シャッタスピードとゲイン調整とを組み合わせて露出制御が行われる。なお、画像信号のレベル調整は、信号処理回路３１３内のＡＧＣ回路のゲイン調整によって実施される。
【００３８】
信号処理回路３１３は、ＣＣＤ３０３から出力される画像信号（アナログ信号）に所定のアナログ信号処理を施すものである。信号処理回路３１３は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路とＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路とを有し、ＣＤＳ回路により画像信号のノイズの低減を行うとともに、ＡＧＣ回路のゲインを調整することにより画像信号のレベル調整を行う。
【００３９】
Ａ／Ｄ変換器２０５は、信号処理回路３１３から出力される画像信号の各画素信号を、例えば１２ビットのデジタル信号に変換するものである。このＡ／Ｄ変換器２０５は、タイミング制御回路２０２から入力されるＡ／Ｄ変換用のクロックに基づいて各画素信号（アナログ信号）を１２ビットのデジタル信号に変換する。なお、ＴＧ３１４、およびＡ／Ｄ変換器２０５に対するクロックを生成するタイミング制御回路２０２は、全体制御部２１１内の基準クロックにより制御される。
【００４０】
黒レベル補正回路２０６は、Ａ／Ｄ変換器２０５でＡ／Ｄ変換された画素信号の黒レベルを基準の黒レベルに補正し、補正後の信号をホワイトバランス（ＷＢ）回路２０７に出力する。
【００４１】
ＷＢ回路２０７は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の画素データのレベル変換を行うものである。ＷＢ回路２０７は、全体制御部２１１によって設定されるレベル変換テーブルに基づいて、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の画素データのレベルを変換し、変換後のデータをγ補正回路２０８に出力する。なお、レベル変換テーブルの各色成分の変換係数（特性の傾き）は全体制御部２１１により画像毎に設定される。
【００４２】
γ補正回路２０８は、画素データのγ特性を補正し、補正後のデータを画像メモリ２０９に出力する。
【００４３】
画像メモリ２０９は、γ補正回路２０８から入力される画素データを記憶するメモリである。画像メモリ２０９は、各種画像処理をするために必要な記憶容量を有している。画像メモリ２０９内には、ＡＦ制御用の画像データを記憶するエリア（ＡＦ用画像エリア）、自動露出（ＡＥ）制御用の画像データを記憶するエリア（ＡＥ用画像エリア）、ＬＣＤ１０などにライブビューや再生画像を表示するために画像データを記憶するエリア（表示用画像エリア）、本撮影時に撮影画像（本画像）に係るＲＡＷデータを記憶するためのエリア（ＲＡＷ画像エリア）、メモリカードＭＣに記録するための撮影画像（本画像）を記憶するためのエリア（本画像エリア）などがカメラの動作状態にしたがって随時設定される。
【００４４】
例えば、全体制御部２１１のＬＶ・ＡＦ・ＡＥ用画像生成部によって、図５に示すように合焦評価領域ＡＦｅ（ＣＣＤ３０３の全画素に対応する６４０×２４０画素分の画像Ｇに対して任意の位置に設定できる８０×２４画素分の領域）に係る画像データ（評価領域画像）が抽出・生成される。つまり、ＬＶ・ＡＦ・ＡＥ用画像生成部が、ＣＣＤ３０３によって入力される画像から所定の合焦評価領域ＡＦｅに係る評価領域画像を抽出する手段として機能する。そして、ＡＦ用画像エリアが、その抽出された画像データを記憶可能な容量を有している。
【００４５】
また、ＡＥ用画像エリアは、全体制御部２１１のＬＶ・ＡＦ・ＡＥ用画像生成部において、Ｒ，Ｇ，Ｂごとに１６画素分の画素値を加算して生成されるＡＥ制御用の画像（４０×２４０画素）に対応する画像データを記憶可能な容量を有している。さらに、表示用画像エリアは、全体制御部２１１のＬＶ・ＡＦ・ＡＥ用画像生成部において、ＬＣＤ１０などの画素数に適合するように、サイズが圧縮されたライブビュー表示用の画像（例えば、３２０×１２０画素）に対応する画像データを記憶可能な容量を有している。
【００４６】
撮影モードでは、撮影待機状態において、ＣＣＤ３０３によって１／３０（秒）毎に撮像された画像の各画素データがＡ／Ｄ変換器２０５からγ補正回路２０８により所定の信号処理を施された後、全体制御部２１１内のＬＶ・ＡＦ・ＡＥ用画像生成部に転送される。そして、ＬＶ・ＡＦ・ＡＥ用画像生成部において、ＡＦおよびＡＥ制御用に処理された画像はそれぞれ画像メモリ２０９内のＡＦ用画像エリア、ＡＥ用画像エリアに一時的に記憶される。また、ライブビュー表示用の画像（ＬＶ表示用の画像）が表示用画像エリアに随時転送され、一時的に記憶される。
【００４７】
表示用画像エリアに記憶されるデータは、ＬＣＤ１０への表示が選択されている場合には全体制御部２１１内のＬＣＤＩ／Ｆブロックに、ＥＶＦ１１への表示が選択されている場合には全体制御部２１１内のＥＶＦＩ／Ｆブロックに、転送され、それぞれＬＣＤ１０またはＥＶＦ１１に出力される（ライブビュー表示）。これにより、ユーザは被写体像を視認することができる。
【００４８】
また、再生モードでは、メモリカードスロット１７に着装されるメモリカードＭＣから読出された画像が、全体制御部２１１内のカードＩ／Ｆブロック、再生画像生成部を介して、一旦、画像メモリ２０９内の表示用画像エリアに記憶された後、全体制御部２１１内のＬＣＤＩ／ＦブロックまたはＥＶＦＩ／Ｆブロックに転送され、必要な画像処理が行われた後、ＬＣＤ１０またはＥＶＦ１１に再生画像が表示される。
【００４９】
全体制御部２１１内のカードＩ／Ｆブロックは、メモリカードＭＣへの画像データの書き込みおよびメモリカードＭＣからの画像データの読出しを行うためのインターフェースブロックである。
【００５０】
ＲＴＣ２１９は、撮影日時を管理するための時計回路であり、図示していない別の電源で駆動される。
【００５１】
操作部２５０には、上述した各種スイッチ、ボタンが設けられている。
【００５２】
シャッタボタン９は、銀塩カメラなどで採用されているような半押し状態（以下、「状態Ｓ１」と称する）と押し込んだ状態（以下、「状態Ｓ２」と称する）とが検出可能な２段階スイッチになっている。
【００５３】
撮影モードにおける撮影待機状態でシャッタボタン９を半押しして状態Ｓ１にすると、全体制御部２１１の制御下で、ＡＦ動作を行う。具体的には、シャッタボタン９が状態Ｓ１となると、ＡＦモータＭ２によりズームレンズ３０１がＡＦのためのレンズ駆動を開始し、全体制御部２１１によって画像メモリ２０９内の画像のコントラストを評価しながら、コントラストが最も高くなるようなレンズ位置（合焦位置）にズームレンズ３０１（具体的には、フォーカスレンズ）を駆動させる。つまり、撮影レンズを光軸方向へ駆動させながら、ＣＣＤ３０３が、複数の画素で構成される画像を入力し、ＡＦモータＭ２が、その画像に基づいて算出される評価値（後述する合焦評価値）に基づいて撮影レンズを合焦位置へ駆動させる手段として機能する。
【００５４】
また、全体制御部２１１の制御下で、状態Ｓ１において、画像メモリ２０９内の画像データの輝度レベルを判定することで、シャッタスピードと絞り値とが決定され、更にＷＢ回路２０７におけるＷＢの補正値も決定する。
【００５５】
また、シャッタボタン９が全押しされることで、状態Ｓ１から状態Ｓ２となることによる撮影指示がなされると、メモリカードＭＣに画像を記憶するための本撮影が行われる。
【００５６】
全体制御部２１１は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えて構成され、撮像装置１の各部の駆動を有機的に制御して撮像装置１の撮影動作などを統括制御するものである。なお、全体制御部２１１における各種制御や機能は、ＲＯＭ内に格納されるプログラムがＣＰＵ内に読み込まれることで実現される。
【００５７】
また、全体制御部２１１は、シャッタスピードや絞り値などの露出を制御するための値（露出制御値）を設定するために、被写体の輝度を判定する部位（輝度判定部）と実際に露出制御値を設定する部位（露光量設定部）とをその機能として備えている。なお、露出制御値に含まれる各値（シャッタスピードや絞りなど）は操作部２５０などの操作により任意に変更可能ともなっている。また、フラッシュ撮影時には、露出制御値には内蔵フラッシュ５の発光量も含まれる。
【００５８】
さらに、全体制御部２１１は、撮影画像をメモリカードＭＣに記録する処理（記録処理）を行うために、サムネイル画像および圧縮画像を生成する記録画像生成部を備えている。また、メモリカードＭＣに記録された画像をＬＣＤ１０やＥＶＦ１１に再生表示するための画像を生成する再生画像生成部もその機能として備えている。
【００５９】
記録画像生成部は、画像メモリ２０９から画像データを読み出してメモリカードＭＣに記録すべきサムネイル画像と圧縮画像とを生成する。記録画像生成部は、画像メモリ２０９から読み出した画像データに２次元ＤＣＴ変換、ハフマン符合化などのＪＰＥＧ方式による所定の圧縮処理を施して圧縮画像データを生成し、この圧縮画像データを画像メモリ２０９内の本画像エリアに一時的に記憶する。そして、画像メモリ２０９内の本画像エリアに記憶された画像データは、全体制御部２１１のカードＩ／Ｆに転送され、最終的にメモリカードＭＣに記録される。
【００６０】
全体制御部２１１は、撮影モードにおいて、シャッタボタン９の全押しに基づく撮影指示なされると、撮影指示後に画像メモリ２０９のＲＡＷ画像エリアに取り込まれた画像データに対し、設定された圧縮率にしたがってＪＰＥＧ圧縮処理を行うことによって、圧縮画像データを生成するとともに、サムネイル画像を生成し、撮影画像に関するタグ情報（コマ番号、露出値、シャッタスピード、圧縮率、撮影日、撮影時のフラッシュのオンオフのデータ、シーン情報、画像の判定結果などの情報）などとともに両画像データをメモリカードＭＣに記録する。
【００６１】
また、電源／モード切替スイッチ２５の切り替え操作に基づいて再生モードが選択設定された場合には、メモリカードＭＣ内のコマ番号の最も大きな画像データが読出され、再生画像生成部でデータ伸張され、画像メモリ２０９内の表示用画像エリアに記憶された後、全体制御部２１１内のＬＣＤＩ／Ｆブロック（または、ＥＶＦＩ／Ｆブロック）に転送されることにより、ＬＣＤ１０やＥＶＦ１１にコマ番号の最も大きな画像、すなわち直近に撮影された画像が表示される。そして、４連スイッチ３１の上ボタンＵが押下されると、順次１つだけコマ番号の大きな画像が表示され、下ボタンＤが押下されると、順次１つだけコマ番号の小さな画像が表示される。
【００６２】
調光回路３０４は、全体制御部２１１の制御下で、フラッシュ撮影における内蔵フラッシュ５の発光量を設定された所定の発光量に制御するものである。フラッシュ撮影においては、露出開始と同時に被写体からのフラッシュ光の反射光が調光センサ３０５により受光され、この受光量が所定の発光量に達すると、調光回路３０４から発光停止信号が出力され、この発光停止信号に応答して、全体制御部２１１の制御下で、フラッシュ制御回路２１７によって内蔵フラッシュ５の発光が強制的に停止される。このような動作により内蔵フラッシュ５の発光量が所定の発光量に制御される。
【００６３】
絞りモータ駆動回路２１６は、全体制御部２１１の制御下で、絞りモータＭ３の駆動を制御することで、絞り３０２の開／閉駆動を制御し、絞り値を変化させる。また、ＡＦモータ駆動回路２１４は、全体制御部２１１の制御下で、ＡＦモータＭ２の駆動を制御することで、ズームレンズ３０１に含まれるフォーカスレンズのレンズ駆動を制御する。さらに、ズームモータ駆動回路２１５は、全体制御部２１１の制御下で、ズームモータＭ１の駆動を制御することで、ズームレンズ３０１のレンズ駆動を制御する。
【００６４】
＜ＡＦ制御について＞
図６および図７は、ＡＦ制御の動作フローを例示するフローチャートであり、図８は、ＡＦ制御の動作を例示するタイミングチャートである。
【００６５】
なお、図８では、ＡＦ制御動作の開始後に順次画像を取得するための露光タイミングを示す番号（露光フレームＮｏ．）に対応させて、上から順に、ＣＣＤ３０３の露光、ＣＣＤ３０３からの画像データの読出し、高輝度被写体検知と合焦評価値演算、ズームレンズ３０１（具体的には、フォーカスレンズ）のレンズ位置の情報取得、フォーカスレンズの合焦位置の決定、ズームレンズ３０１を駆動させるレンズ駆動命令、およびフォーカスレンズ駆動のタイミングを示している。
【００６６】
以下、図８を参照しつつ、図６および図７に示すＡＦ制御の動作フローについて説明する。
【００６７】
図６および図７に示す動作フローは、全体制御部２１１によって制御され、ユーザによるシャッタボタン９の押下操作により状態Ｓ１となると、当該動作フローが開始され、ステップＳ１に進む。
【００６８】
ステップＳ１では、状態Ｓ１となった後における１フレーム目の露光タイミング（すなわち、露光フレームＮｏ．が１であるタイミング）であるか否かを判別する。ここでは、１フレーム目の露光タイミングであれば、ステップＳ１１に進み、１フレーム目の露光タイミングでなければ、ステップＳ２に進む。
【００６９】
ステップＳ１１では、フォーカスレンズを最も繰り出し側、いわゆる遠端まで駆動させる命令を発生させ、ステップＳ１に戻る。
【００７０】
ステップＳ２では、状態Ｓ１となった後における２フレーム目の露光タイミングであるか否かを判別する。ここでは、２フレーム目の露光タイミングであれば、ステップＳ２１に進み、２フレーム目の露光タイミングでなければ、ステップＳ３に進む。
【００７１】
ステップＳ２１では、前フレーム（すなわち、１フレーム目）の画像データをＣＣＤ３０３から読出しつつ、フォーカスレンズを遠端まで駆動させ、ステップＳ１に戻る。つまり、２フレーム目の露光タイミングでは、ステップＳ２１の処理が繰り返され、フォーカスレンズが遠端まで駆動される。換言すれば、２フレーム目の露光タイミングにおいて、フォーカスレンズの遠端までの駆動を待つ。
【００７２】
ステップＳ３では、状態Ｓ１となった後における３フレーム目の露光タイミングであるか否かを判別する。ここでは、３フレーム目の露光タイミングであれば、ステップＳ３１に進み、３フレーム目の露光タイミングでなければ、ステップＳ４に進む。
【００７３】
ステップＳ３１では、前フレーム（すなわち、２フレーム目）の画像データをＣＣＤ３０３から読出し、ステップＳ３２に進む。
【００７４】
ステップＳ３２では、主な被写体（主被写体）が高輝度のものであるか否かを検知する高輝度被写体検知を実施し、ステップＳ３３に進む。ここでは、１フレーム目の露光タイミングにおいて露光され、２フレーム目の露光タイミングにおいてＣＣＤ３０３から読み出された画像データ（１フレーム目の画像データ）から、評価領域画像を抽出する。そして、かかる評価領域画像におけるＧ画素について、画素値が閾値ＴＨ１以上である画素数が閾値ＴＨ２以上であれば、主被写体が高輝度のものを多分に含むため、主被写体が高輝度のものであると検知する。なお、ここでは、１２ビットで階調表現しているため、例えば、閾値ＴＨ１＝１０２３，閾値ＴＨ２＝１００などが適用される。
【００７５】
すなわち、ここでは、全体制御部２１１の制御下で、評価領域画像において、所定の閾値ＴＨ１以上の画素値を有する画素が、所定量以上の場合には、主被写体が高輝度のものであると検知する。
【００７６】
ステップＳ３３では、フォーカスレンズを繰り入れ側、いわゆる近端側へ駆動させる命令を発生させ、ステップＳ３４に進む。
【００７７】
ステップＳ３４では、フォーカスレンズのレンズ位置に係る情報を取得し、ステップＳ１に戻る。
【００７８】
つまり、ここでは、図８に示すように、３フレーム目の露光タイミング（すなわち、露光フレームＮｏ．が３であるタイミング）では、ＣＣＤ３０３において３フレーム目の露光が行われるとともに、ＣＣＤ３０３からの２フレーム目の画像データの読出し、１フレーム目の画像データに基づく高輝度被写体検知、３フレーム目の露光タイミングにおけるフォーカスレンズの位置情報の取得、およびフォーカスレンズの近端への駆動命令の発生が並行して行われる。
【００７９】
ステップＳ４では、状態Ｓ１となった後における４フレーム目の露光タイミングであるか否かを判別する。ここでは、４フレーム目の露光タイミングであれば、ステップＳ４１に進み、４フレーム目の露光タイミングでなければ、ステップＳ５に進む。
【００８０】
ステップＳ４１では、前フレーム（すなわち、３フレーム目）の画像データをＣＣＤ３０３から読出し、ステップＳ４２に進む。
【００８１】
ステップＳ４２では、フォーカスレンズのレンズ位置に係る情報を取得し、ステップＳ１に戻る。
【００８２】
つまり、ここでは、図８に示すように、４フレーム目の露光タイミング（すなわち、露光フレームＮｏ．が４であるタイミング）では、ＣＣＤ３０３において４フレーム目の露光が行われるとともに、ＣＣＤ３０３からの３フレーム目の画像データの読出し、４フレーム目の露光タイミングにおけるフォーカスレンズの位置情報の取得、およびフォーカスレンズの遠端から近端へ向けたレンズ駆動が並行して行われる。
【００８３】
ステップＳ５では、状態Ｓ１となった後における５〜２０フレーム目の露光タイミングであるか否かを判別する。ここでは、５〜２０フレーム目の露光タイミングであれば、ステップＳ５１に進み、５〜２０フレーム目の露光タイミングでなければ、ステップＳ６に進む。
【００８４】
ステップＳ５１では、前フレーム（すなわち、４〜１９フレーム目）の画像データをＣＣＤ３０３から読出し、ステップＳ５２に進む。
【００８５】
ステップＳ５２では、ＣＣＤ３０３から読み出した３〜１８フレーム目の画像データから抽出される評価領域画像に基づいて、各フレームの画像に対応する合焦評価値を算出し、ステップＳ５３に進む。
【００８６】
ここで、合焦評価値の算出方法は、ステップＳ３２で主被写体が高輝度であると検知された場合と、そうでない場合とで切り替わる。具体的には、主被写体が高輝度であると検知された場合には、後述する高輝度被写体用の合焦評価値の算出方法（高輝度被写体用の合焦評価値算出法）を実行し、主被写体が高輝度であると検知されなかった場合には、各フレームの画像（６４０×２４０画素）に対して設定される合焦評価領域ＡＦｅに対応する評価領域画像について、各画素間の画素値の差分の絶対値の総和を合焦評価値として算出する（一般的な合焦評価値算出法）。
【００８７】
すなわち、全体制御部２１１が、高輝度被写体用の合焦評価値算出法を用いて合焦位置を決定する手段（「第１の決定手段」とも称する）としての機能と、一般的な合焦評価値算出法を用いて評価領域画像に含まれる各画素間のコントラストに基づいて、合焦位置を決定する手段（「第２の決定手段」とも称する）としての機能とを有している。
【００８８】
そして、全体制御部２１１が、主被写体が高輝度のものであると検知されなかった場合には、第１の決定手段による合焦位置の決定を禁止し、第２の決定手段によって合焦位置を決定するように制御する手段として機能する。
【００８９】
ステップＳ５３では、フォーカスレンズのレンズ位置に係る情報を取得し、ステップＳ１に戻る。
【００９０】
つまり、ここでは、図８に示すように、５〜２０フレーム目の露光タイミング（すなわち、露光フレームＮｏ．が５〜２０であるタイミング）では、それぞれ、ＣＣＤ３０３において５〜２０フレーム目の露光が行われるとともに、ＣＣＤ３０３からの４〜１９フレーム目の画像データの読出し、３〜１８フレーム目の画像データに基づいた合焦評価値の算出、５〜２０フレーム目の露光タイミングにおけるフォーカスレンズの位置情報の取得、および、フォーカスレンズの遠端から近端へのレンズ駆動が並行して行われる。
【００９１】
なお、ここでは、算出される合焦評価値と、それぞれ対応するレンズ位置の位置情報とを関連づけてＲＡＭに保存する。具体的には、３〜１８フレーム目の画像データに基づいた合焦評価値と、それぞれ、３〜１８フレーム目の露光タイミングにおけるレンズ位置情報とを関連づけて保存する。
【００９２】
ステップＳ６では、状態Ｓ１となった後における２１フレーム目の露光タイミングであるか否かを判別する。ここでは、２１フレーム目の露光タイミングであれば、ステップＳ６１に進み、２１フレーム目の露光タイミングでなければ、図７のステップＳ７に進む。
【００９３】
ステップＳ６１では、前フレーム（すなわち、２０フレーム目）の画像データをＣＣＤ３０３から読出し、ステップＳ６２に進む。
【００９４】
ステップＳ６２では、ＣＣＤ３０３から読み出した１９フレーム目の画像データから抽出される評価領域画像に基づいて、各フレームの画像に対応する合焦評価値を算出し、ステップＳ１に戻る。なお、ここでは、算出される１９フレーム目の合焦評価値と、対応する１９フレーム目の露光タイミングにおけるレンズ位置情報とを関連づけてＲＡＭに保存する。
【００９５】
つまり、ここでは、図８に示すように、２１フレーム目の露光タイミング（すなわち、露光フレームＮｏ．が２１であるタイミング）では、ＣＣＤ３０３において２１フレーム目の露光が行われるとともに、ＣＣＤ３０３からの２０フレーム目の画像データの読出し、および１９フレーム目の画像データに基づいた合焦評価値の算出が並行して行われる。
【００９６】
ステップＳ７では、状態Ｓ１となった後における２２フレーム目の露光タイミングであるか否かを判別する。ここでは、２２フレーム目の露光タイミングであれば、ステップＳ７１に進み、２２フレーム目の露光タイミングでなければ、ステップＳ８に進む。
【００９７】
ステップＳ７１では、ＣＣＤ３０３から読み出した２０フレーム目の画像データから抽出される評価領域画像に基づいて、２０フレーム目の画像に対応する合焦評価値を算出し、ステップＳ７２に進む。なお、ここでは、算出される２０フレーム目の合焦評価値と、対応する２０フレーム目の露光タイミングにおけるレンズ位置情報とを関連づけてＲＡＭに保存する。
【００９８】
ステップＳ７２では、ステップＳ５２，Ｓ６２，Ｓ７１で算出される合焦評価値に基づいて、ズームレンズ３０１の合焦位置を決定し、ステップＳ７３に進む。
【００９９】
ここでは、ステップＳ５２，Ｓ６２，Ｓ７１で算出される合焦評価値のうち、最大となる合焦評価値ｙ２に対応するレンズ位置ｘ２を検出し、その前後のレンズ位置ｘ１，ｘ３を含めた合計３点の合焦評価値ｙ１，ｙ２，ｙ３とレンズ位置ｘ１，ｘ２，ｘ３とに基づいて、合焦位置を決定する。図９は、レンズ位置ｘ１，ｘ２，ｘ３と対応する合焦評価値ｙ１，ｙ２，ｙ３との関係を模式的に示した図である。合焦位置は、具体的には、合焦評価値ｙ１，ｙ２，ｙ３とレンズ位置ｘ１，ｘ２，ｘ３とを、下式（１）に代入することによって算出・決定することができる。
【０１００】
[合焦位置]＝｛ｙ１×（ｘ３2−ｘ２2）＋ｙ２×（ｘ１2−ｘ３2）＋ｙ３×（ｘ２2−ｘ１2）｝／２｛ｙ１×（ｘ３−ｘ２）＋ｙ２×（ｘ１−ｘ３）＋ｙ３×（ｘ２−ｘ１）｝・・・（１）。
【０１０１】
ステップＳ７３では、ズームレンズ３０１（具体的には、フォーカスレンズ）をステップＳ７２で決定された合焦位置へ駆動させるための命令が発生され、ステップＳ１に戻る。
【０１０２】
つまり、図８に示すように、２２フレーム目の露光タイミング（すなわち、露光フレームＮｏ．が２２であるタイミング）では、２０フレーム目の画像データに基づいた合焦評価値の算出、３〜２０フレーム目の画像データについて算出される合焦評価値に基づいた合焦位置の決定、およびフォーカスレンズの合焦位置への駆動命令の発生、が順次行われれる。
【０１０３】
ステップＳ８では、状態Ｓ１となった後における２３フレーム目の露光タイミングであるか否かを判別する。ここでは、２３フレーム目の露光タイミングであれば、ステップＳ８１に進み、２３フレーム目の露光タイミングでなければ、ＡＦ制御の動作フローを終了する。
【０１０４】
ステップＳ８１では、ステップＳ７３における駆動命令に応答してフォーカスレンズを合焦位置へ駆動させ、ステップＳ１へ戻る。つまり、図８に示すように、２３フレーム目の露光タイミング（すなわち、露光フレームＮｏ．が２３であるタイミング）では、フォーカスレンズを合焦位置へ駆動させ、その間、フォーカスレンズの駆動が完了するのを待つ状態となる。
【０１０５】
このようなステップＳ１からステップＳ８１を備えた動作フローによって、被写体に対する合焦状態を実現するＡＦ制御動作が実行される。
【０１０６】
＜高輝度被写体用の合焦評価値算出法＞
上述したように、主被写体が高輝度であると検知された場合には、全体制御部２１１において、高輝度被写体用の合焦評価値算出法により各合焦評価値が算出される。
【０１０７】
以下、高輝度被写体用の合焦評価値算出法（以下のＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ５で示される算出法）について説明する。
【０１０８】
《ＳＴＥＰ１》
まず、合焦評価領域ＡＦｅに対応する評価領域画像について、画素値が閾値ＴＨ３＝１０２３（ここでは、ＴＨ１＝ＴＨ３）となっているＧ色成分の画素（Ｇ画素）、すなわち、画素値が飽和しているＧ画素（以下、「高輝度Ｇ画素」と称する）と、その高輝度Ｇ画素に対して水平および垂直方向について最も近くに配置されるＧ画素、すなわち高輝度Ｇ画素の近傍に位置するＧ画素（以下、「近傍Ｇ画素」と称する）との間における画素値の差分の絶対値（以下、「コントラスト値」と称する）Ｄ１を算出する。なお、Ｇ画素のみに着目すると、高輝度Ｇ画素と近傍Ｇ画素とは隣接しているとも言えるため、近傍Ｇ画素は、高輝度Ｇ画素に隣接するＧ画素（隣接Ｇ画素）とも称することができる。
【０１０９】
図１０は、評価領域画像の一部を模式的に例示する図である。図１０に示すように、評価領域画像は、ＣＣＤ３０３の受光部におけるいわゆるベイヤー配列に対応して、ＲＧＢの各色成分の画素が規則的に配列された画像となっている。なお、ＲＧＢの各色成分に対応する画素を、それぞれＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素とも称する。また、Ｇ画素については、Ｇ画素の位置を表すＧの符合の右下に、ｉ，ｊ（ｉ，ｊは任意の自然数）を含んで表現される符合（番号）が付されているが、これは、評価領域画像における各Ｇ画素の水平および垂直方向における位置を示している。また、ここでは、Ｇi,jなどの符合は、各Ｇ画素の画素値も示す。
【０１１０】
ここで、画素値Ｇi,jを有する１つのＧ画素に対するコントラスト値Ｄ１は、例えば、以下のようにして算出される。
【０１１１】
《ＳＴＥＰ１−１》
Ｇi,j＞ＴＨ３のとき、画素Ｇi,jと画素Ｇi-1,jとで示される画素間（高輝度Ｇ画素とその近傍Ｇ画素との間）の画素値の差分の絶対値（以下「画素差分値」とも称する）ＤＨ（＝│Ｇi,j−Ｇi-1,j│）を算出する。このとき、ＤＨ＞０であれば、０でない画素差分値の数Ｎ１のカウント数を１だけ加算する。つまり、Ｎ１＝Ｎ１＋１となるように、Ｎ１を１だけ加算する。
【０１１２】
《ＳＴＥＰ１−２》
Ｇi,j＞ＴＨ３のとき、Ｇi,jとＧi,j-1とで示される画素間の画素値の差分の絶対値（画素差分値）ＤＶ1（＝│Ｇi,j−Ｇi,j-1│）を算出する。このとき、ＤＶ1＞０であれば、０でない画素差分値の数Ｎ１のカウント数を１だけ加算する。つまり、Ｎ１＝Ｎ１＋１となるように、Ｎ１を１だけ加算する。
【０１１３】
《ＳＴＥＰ１−３》
Ｇi,j＞ＴＨ３のとき、Ｇi,jとＧi,j+1とで示される画素間の画素値の差分の絶対値（画素差分値）ＤＶ2（＝│Ｇi,j−Ｇi,j+1│）を算出する。このとき、ＤＶ2＞０であれば、０でない画素差分値の数Ｎ１のカウント数を１だけ加算する。つまり、Ｎ１＝Ｎ１＋１となるように、Ｎ１を１だけ加算する。
【０１１４】
《ＳＴＥＰ１−４》
コントラスト値Ｄ１を下式（２）に従って算出する。
【０１１５】
Ｄ１＝ＤＨ＋ＤＶ1＋ＤＶ2  ・・・（２）。
【０１１６】
《ＳＴＥＰ２》
評価領域画像において、画素値が飽和しているＧ画素について算出されるコントラスト値Ｄ１を積算することで、画素値の差分の総和（差分総和値）Ｓ１を算出する。
【０１１７】
このとき、併せて、評価領域画像内の全画素を対象として、０でない画素差分値の数Ｎ１を算出する。つまり、評価領域画像において、０以外の画素差分値の個数Ｎ１、すなわち、０以外の画素差分値の積算回数（以下、「有効積算回数」と称する）Ｎ１を算出する。
【０１１８】
《ＳＴＥＰ３》
評価領域画像において、画素値が飽和しているＧ画素の画素数（以下、「飽和Ｇ画素数」と称する）Ｆ１を算出する。
【０１１９】
《ＳＴＥＰ４》
差分総和値Ｓ１を有効積算回数Ｎ１で割って正規化することで、下式（３）に示す評価値ＶＡＬ１を算出する。
【０１２０】
評価値ＶＡＬ１＝Ｓ１／Ｎ１・・・（３）。
【０１２１】
《ＳＴＥＰ５》
評価値ＶＡＬ１を飽和Ｇ画素数Ｆ１で割って正規化することで、下式（４）に示す評価値ＶＡＬ２を算出し、評価値ＶＡＬ２を合焦評価値とする。
【０１２２】
評価値ＶＡＬ２＝ＶＡＬ１／Ｆ１・・・（４）。
【０１２３】
つまり、ここでは、全体制御部２１１が、評価領域画像について、高輝度Ｇ画素と、その高輝度Ｇ画素の近傍の近傍Ｇ画素との間におけるコントラストの平均値（ここでは、評価値ＶＡＬ１）に基づいて、合焦評価値を算出する手段として機能する。具体的には、全体制御部２１１が、評価領域画像について、高輝度Ｇ画素と、その高輝度Ｇ画素の近傍の近傍Ｇ画素との間における画素値の差分の総和である差分総和値Ｓ１を算出する手段として機能するとともに、その差分の有効積算回数Ｎ１を算出する手段として機能し、さらに、差分総和値Ｓ１を有効積算回数Ｎ１で割った値を評価値ＶＡＬ１として算出する手段として機能する。
【０１２４】
また、全体制御部２１１が、画素値が飽和しているＧ画素（高輝度Ｇ画素）の画素数（飽和Ｇ画素数）Ｆ１、すなわち評価領域画像における高輝度画素（ここでは、高輝度Ｇ画素）の占有状態（占有度合い）を示す値（「高輝度占有値」とも称する）を算出する手段として機能するとともに、高輝度Ｇ画素と、その高輝度Ｇ画素の近傍の近傍Ｇ画素との間におけるコントラストの平均値（ここでは、評価値ＶＡＬ１）を高輝度占有値（ここでは、飽和Ｇ画素数Ｆ１）で割った値に基づいて、合焦評価値ＶＡＬ２を算出する手段として機能する。
【０１２５】
＜高輝度被写体用の合焦評価値算出法による効果＞
高輝度の被写体が主被写体の場合に、一般的な合焦評価値算出法のように、単に、各フレームの画像（６４０×２４０画素）から抽出される評価領域画像に含まれる各画素間の画素値の差分の絶対値の総和を合焦評価値として算出すると、ズームレンズ３０１（具体的には、フォーカスレンズ）の駆動中に、高輝度部分がぼけて大きく広がったり、縮まったりして、高輝度部分とその他の部分との境界が、評価領域画像から出入りするため、合焦評価値とレンズ位置との関係を示す曲線が乱れたり、実際には合焦状態となっていないレンズ位置に対する合焦評価値が最大値となったりする。
【０１２６】
また、手ぶれや被写体ぶれなどその他の要因によっても、高輝度部分とその他の部分との境界が、評価領域画像から出入りするため、合焦評価値とレンズ位置との関係を示す曲線が乱れたり、実際には合焦状態となっていないレンズ位置に対する合焦評価値が最大値となったりする。その結果、高輝度部を含む被写体に対しては、適切に合焦させることができない。
【０１２７】
そこで、本実施形態では、高輝度被写体用の合焦評価値算出法を用いることで、適正な合焦を実現している。以下、高輝度被写体用の合焦評価値算出法を用いる理由と、その利点・効果について説明する。
【０１２８】
差分総和値Ｓ１を有効積算回数Ｎ１で割ることで求まる評価値ＶＡＬ１は、高輝度Ｇ画素とその近傍の近傍Ｇ画素との間の画素値の差分の平均値、すなわち、高輝度Ｇ画素とその近傍の近傍Ｇ画素との間における画素値の変化の傾きの平均値（実際には、画素値の変化の傾きの絶対値の平均値）を示している。
【０１２９】
一般に、ＣＣＤ３０３によって取得される画像について、高輝度の部分と低輝度の部分との境界エッジは、レンズ位置が合焦位置に近ければ近い程、明瞭となり、画素値の変化の傾きは急峻となる。
【０１３０】
図１１は、高輝度の部分（高輝度Ｇ画素）と低輝度の部分（近傍Ｇ画素）との輝度差を例示する模式図である。図１１では、評価領域画像のうちある１つの水平ライン上のＧ画素に係る画素値の変化を示しており、横軸が画像データにおける水平ライン上の画素の位置（水平画素位置）を示し、縦軸が画素値を示している。そして、フォーカスレンズのレンズ位置が合焦位置にある場合における画素値と水平画素位置との関係を曲線Ｃｖ１で示し、レンズ位置が合焦位置にない場合における画素値と水平画素位置との関係を曲線Ｃｖ２で例示している。
【０１３１】
図１１に示すように、レンズ位置が合焦位置に近ければ近い程、高輝度Ｇ画素とその近傍に位置する近傍Ｇ画素との間の画素値の変化の傾きが大きくなる。よって、高輝度Ｇ画素と近傍Ｇ画素との間における画素値の変化の傾きの平均値を示す評価値ＶＡＬ１が大きくなればなる程、レンズ位置が合焦位置に近くなるため、評価値ＶＡＬ１に基づいて、合焦位置を決定することで、高輝度部を含む被写体に対して適切に合焦させることができる。
【０１３２】
つまり、ここでは、全体制御部２１１が、所定の閾値ＴＨ３以上の画素値を有する高輝度Ｇ画素と、その高輝度Ｇ画素の近傍に位置する近傍Ｇ画素との間におけるコントラストが最大となるズームレンズ３０１（具体的には、フォーカスレンズ）の位置を合焦位置として決定する手段として機能する。
【０１３３】
また、一般に、評価領域画像における高輝度の部分が小さくなればなる程、レンズ位置が合焦位置に近くなる。そこで、本実施形態では、さらに、評価値ＶＡＬ１を飽和Ｇ画素数Ｆ１で割って、合焦評価値ＶＡＬ２を算出する。よって、高輝度の部分が小さくなればなる程、すなわち飽和Ｇ画素数Ｆ１が小さくなればなる程、合焦評価値ＶＡＬ２は大きくなるため、合焦評価値ＶＡＬ２のピークがより明瞭となる。その結果、さらに適切かつ高精度に合焦させることができる。
【０１３４】
図１２は、合焦位置が近端付近となる高輝度被写体を主被写体とした場合におけるフォーカスレンズのレンズ位置と合焦評価値との関係を示す図である。なお、図１２では、本発明の実施形態に係る高輝度被写体用の合焦評価値算出法を用いた場合におけるレンズ位置と合焦評価値との関係を示す曲線Ｃｖ３と、比較のために、従来の一般的な合焦評価値算出法を用いた場合におけるレンズ位置と合焦評価値との関係を示す曲線Ｃｖ４とを示している。なお、曲線Ｃｖ４は、偽合焦が生じている状態を示す。
【０１３５】
図１２に示すように、曲線Ｃｖ３は、曲線Ｃｖ４と同様に合焦評価値が最大となるフォーカスレンズのレンズ位置を有し、この合焦評価値の最大値に対応するレンズ位置を検出し、その前後のレンズ位置を含めた合計３点の合焦評価値と対応するレンズ位置とに基づいて、上述したように、式（１）などを用いて合焦位置を決定することができる。よって、主被写体である高輝度部分に対して、適切に合焦させることができる。
【０１３６】
以上のように、本発明の実施形態に係る撮像装置１では、主被写体が高輝度である場合には、高輝度Ｇ画素と、その近傍に位置する近傍Ｇ画素との間におけるコントラストが最大となるズームレンズ３０１（具体的には、フォーカスレンズ）の位置を合焦位置として決定する。その結果、高輝度部を含むあらゆる被写体に対して、適切に合焦させることができる。
【０１３７】
また、高輝度Ｇ画素とその近傍に位置する近傍Ｇ画素との間における画素値の差分の総和を、差分の積算回数で割った値（ここでは、評価値ＶＡＬ１）、すなわち、高輝度Ｇ画素と、その近傍に位置する近傍Ｇ画素との間におけるコントラストの平均値に基づいて、合焦評価値を算出する。その結果、高輝度部を含むあらゆる被写体に対して、高精度かつより適切に合焦させることができる。
【０１３８】
また、高輝度Ｇ画素と、その近傍に位置する近傍Ｇ画素との間におけるコントラストの平均値（ここでは、評価値ＶＡＬ１）を、評価領域画像における高輝度Ｇ画素の占有状態を示す値（ここでは、高輝度Ｇ画素数Ｆ１）で割ることによって算出される値（ここでは、評価値ＶＡＬ２）を合焦評価値として算出する。その結果、高輝度部を含むあらゆる被写体に対して、さらに適切かつ高精度に合焦させることができる。
【０１３９】
さらに、主被写体が高輝度であると検知されなかった場合（評価領域画像において、高輝度画素が所定量未満の場合）には、各フレームの画像から抽出される評価領域画像に含まれる各画素間の画素値の差分の絶対値の総和を合焦評価値として算出する。その結果、高輝度部を全くまたは少ししか含まない被写体に対しても、適切に合焦させることができる。
【０１４０】
＜その他＞
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１４１】
◎例えば、上述した実施形態では、本発明の適用対象を撮像装置としたが、この撮像装置には、例えば、カメラ付き携帯電話機など、撮像機能を有するあらゆる装置が含まれる。
【０１４２】
◎また、上述した実施形態では、評価値ＶＡＬ２を合焦評価値として、合焦位置を決定したが、これに限られるものではなく、評価値ＶＡＬ１を合焦評価値として、合焦位置を決定しても良い。
【０１４３】
このような構成としても、上述したように、高輝度Ｇ画素とその近傍に位置する近傍Ｇ画素との間における画素値の変化の傾きの平均値を示す評価値ＶＡＬ１が大きくなればなる程、レンズ位置が合焦位置に近くなるため、評価値ＶＡＬ１を合焦評価値として、合焦位置を決定することによっても、高輝度部を含む被写体に対して適切に合焦させることができる。
【０１４４】
◎また、上述した実施形態では、閾値ＴＨ３（「第１の閾値」とも称する）と閾値ＴＨ１（「第２の閾値」とも称する）とがともに１０２３で等しかったが、これに限られるものではなく、例えば、閾値ＴＨ１の方が閾値ＴＨ３よりも小さくても良いし、逆に閾値ＴＨ３の方が閾値ＴＨ１よりも小さくても良い。
【０１４５】
◎また、上述した実施形態では、高輝度占有値は、飽和Ｇ画素数Ｆ１であったが、これに限られるものではなく、例えば、高輝度Ｇ画素の画素数を評価領域画像の全画素で割ることで求まる高輝度Ｇ画素の占める面積率などであっても良い。
【０１４６】
◎なお、上述した実施形態において、コントラストには、画素値の差分や画素値の比など、明るさを表す値の差分や比の双方を含む。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の要部構成を示す上方断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る撮像装置の要部構成を示す側方断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る撮像装置の要部構成を示す背面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る撮像装置の機能構成を示すブロック図である。
【図５】画像に対して設定される合焦評価領域について説明するための図である。
【図６】ＡＦ制御の動作フローを示すフローチャートである。
【図７】ＡＦ制御の動作フローを示すフローチャートである。
【図８】ＡＦ制御動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】合焦位置の算出方法について説明するための図である。
【図１０】評価領域画像の一部を模式的に例示する図である。
【図１１】高輝度画素と近傍画素との輝度差を示す模式図である。
【図１２】レンズ位置と合焦評価値との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１  撮像装置
２０９  画像メモリ
２１１  全体制御部
２１４  ＡＦモータ駆動回路
３０１  ズームレンズ
３０３  ＣＣＤ
Ｍ２  ＡＦモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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